Análise dos principais parâmetros de desempenho de inversores solares fotovoltaicos

Um inversor solar fotovoltaico é um dispositivo de regulação de energia construído sobre dispositivos semicondutores, e sua função principal consiste em converter energia elétrica de corrente contínua em energia elétrica de corrente alternada. Sua estrutura típica consiste em duas partes: o circuito de reforço e o circuito de ponte inversora. O circuito de reforço é responsável por elevar a tensão CC gerada pela célula solar ao nível necessário para o controle de saída do inversor. O circuito de ponte inversora, por sua vez, converte a tensão CC reforçada em uma tensão CA que se adapta à frequência da rede elétrica.

Este dispositivo também é conhecido como regulador de potência. Em sistemas de geração de energia fotovoltaica, eles podem ser classificados em dois tipos, com base nos cenários de aplicação: tipo off-grid e tipo conectado à rede. De acordo com o método de modulação da forma de onda, inclui inversores de onda quadrada, inversores de onda escalonada, inversores de onda senoidal e inversores trifásicos combinados. No caso de inversores dedicados para sistemas conectados à rede, eles podem ser classificados em inversores equipados com transformador e inversores sem transformador, dependendo se são equipados com transformadores ou não.

Os principais parâmetros de desempenho dos inversores solares fotovoltaicos são os seguintes:

1. Tensão de saída nominal

Dentro da faixa de flutuação permitida da tensão CC de entrada especificada, o inversor fotovoltaico deve ser capaz de fornecer o valor de tensão nominal. Geralmente, a saída nominal para monofásico é de 220 V e para trifásico é de 380 V. O desvio da flutuação de tensão é especificado da seguinte forma:

• Durante a operação em estado estável, o desvio de flutuação de tensão geralmente não excede ±5% do valor nominal.
• Quando a carga muda repentinamente, o desvio de tensão não deve exceder ±10% do valor nominal.

• Em condições normais de trabalho, o grau de desequilíbrio da saída de tensão trifásica do inversor deve ser ≤8%.

• Os requisitos de distorção para a forma de onda da tensão CA de saída (onda senoidal) são os seguintes: saída trifásica ≤5%, saída monofásica ≤10%.

• Em condições normais de operação, o desvio de frequência da saída de tensão CA do inversor deve ser ≤ 1%. De acordo com a norma nacional GB/T 19064-2003, a faixa de frequência da tensão de saída é de 49 Hz a 51 Hz.

2. Fator de potência de carga

Este parâmetro caracteriza a capacidade do inversor de acionar cargas indutivas ou capacitivas. Sob a condição de emitir uma onda senoidal, o fator de potência da carga é geralmente definido entre 0,7 e 0,9, com o valor nominal geralmente sendo 0,9. Sob a premissa de que a potência da carga é determinada, se o fator de potência do inversor for baixo, sua configuração de capacidade precisa ser aumentada, resultando em um aumento no custo. Ao mesmo tempo, à medida que a potência aparente do circuito CA do sistema aumenta e a corrente do circuito aumenta, isso inevitavelmente levará a um aumento nas perdas e a uma redução na eficiência geral do sistema.

3. Corrente de saída nominal e capacidade de saída nominal

• A corrente de saída nominal refere-se ao valor da corrente nominal que o inversor pode emitir dentro da faixa de fator de potência de carga especificada, sendo a unidade amperes (A).

• A capacidade nominal de saída refere-se ao produto da tensão nominal de saída e da corrente nominal de saída do inversor quando o fator de potência de saída é 1 (ou seja, para cargas resistivas puras), com unidades de quilovolt-amperes (kVA) ou quilowatts (kW).